KR200347335Y1

KR200347335Y1 - 합성 연소가스 생성기

Info

Publication number: KR200347335Y1
Application number: KR20-2004-0001651U
Authority: KR
Inventors: 박권구; 권명열; 하명덕
Original assignee: (주)세미코퍼레이션
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2004-04-14
Anticipated expiration: 2014-01-20

Abstract

본 고안은 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기(a Diffuser for Synthesized gas)에 관한 것으로서,

1차 연소된 후의 가스가 배출되는 가스 배출구(11)에 연통되어 있고, 버너(21)가 설치되어 있는 착화 챔버(20)와; 상기 착화 챔버(20)의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 통로(30)를 개재하여, 상기 착화 챔버(20)에 후속적으로 연통되어 있고, 배출구(41)가 형성되어 있는 연소 챔버(40)와; 상기 착화 챔버(20)와 연소 챔버(40)를 연통시키는 바이패스 통로(50)와; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하므로,

배출되는 불완전가스를 되돌려서 재연소시킬 수 있고, 배출되는 가스의 체류시간을 연장시켜서 시간을 두고 연소시킬 수 있어, 보다 완전한 연소로 유도할 수 있으므로, 불완전연소에 의한 환경오염원 배출을 최소화하며 또한 합성 연소가스 생성기를 통하여 재생된 연료는 발전기의 연료로 공급하여 전력을 생산함으로써 폐기물의 재생 즉 에너지화 할 수 있는 이점과 환경오염을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

Description

합성 연소가스 생성기{a Diffuser for Synthesized Gas}

본 고안은 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기에 관한 것으로서, 특히 생성된 가스의 2차 연소용 건류 가스화에서의 합성 연소가스 생성기에 관한 것이다.

건류는 고체 유기물을 가열 분해해서 휘발분과 탄소질 잔류분으로 나누는 조작을 말하며, 가스화로에 의해 이루어지는 것이 대표적이다.

도 1에는 종래의 건류 가스화로의 대표적인 도면이 도시되어 있다.

먼저 비닐 또는 폐플라스틱과 같은 가연성 특정 폐기물이 화로(1)의 내부로 공급되면, 버너(2)에 의해 1차 연소하고, 발생된 가스는 배출구(11)를 통해 배출된다. 이 때, 화로(1)의 공기 유입구(3)를 통해서는 과잉공기가 공급된다.

한편, 상기 배출구(11)에 연통된 2차 연소부(20)에서 버너(21)에 의한 2차 연소가 이루어진다. 이 때는 보통 1차 연소시보다 높은 연소온도를 적용하여 인체에 유해한 물질을 제거하게 된다. 연소되고 남은 회분은 배출부(10)를 통해 배출된다.

그러나, 이와 같은 종래의 건류 가스화로의 2차 연소기에 있어서는, 순간적인 한번의 2차 연소만이 이루어지기 때문에, 여전히 유해물질의 완전연소가 이루어지지 않아 환경오염을 일으키는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고안의 목적은1차 연소후 발생된 가스의 체류시간을 늘리고, 재연소를 통해 배출가스의 완전연소를 도모할 수 있는 건류 가스화로의 2차 연소기를 제공하는데 있다.

도 1은, 종래의 건류 가스화로를 나타내는 정면도이다.

도 2는, 본 고안에 따른 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기를 나타내는 정면도이다.

도 3은, 본 고안에 따른 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기를 나타내는 평면도이다.

※ 주요 도면부호의 설명

11... 가스 배출구

20... 착화 챔버

21... 버너

22... 제1 산소 공급구

30... 통로

40... 연소 챔버

42... 증기(Stame) 공급구

50... 바이패스 통로

51... 제2 산소 공급구

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 건류 가스화에서의 합성 연소가스 생성기는,

1차 연소된 후의 가스가 배출되는 가스 배출구에 연통되어 있고, 버너가 설치되어 있는 착화 챔버와;

상기 착화 챔버의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 통로를 개재하여, 상기 착화 챔버에 후속적으로 연통되어 있고, 배출구가 형성되어 있는 연소 챔버와;

상기 착화 챔버와 연소 챔버를 연통시키는 바이패스 통로와;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 착화 챔버에는 제1 산소 공급구가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제1 산소 공급구의 유로는 가스 유동방향으로 기울어져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연소 챔버에는 증기 공급구가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 연소 챔버의 유로는 가스유동방향으로 기울어져 있는 것이 좋다.

또한, 상기 바이패스 통로에는 제2 산소 공급구가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 바이패스 통로는 호형(弧形)으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 일 실시 예를 상세히 설명한다.

도 2와 도 3에 본 고안의 일 실시 예에 따른 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기 구조가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 먼저 본 고안에 따른 합성 연소가스 생성기가 설치될 건류 가스화로는, 버너(2)와, 공기 공급구(3)와, 연료 장입구(14), 뚜껑(15), 및 가스 배출구(11)를 포함한다. 비닐이나 폐플라스틱과 같은 연료는 연료 장입구(14)를 통해 화로(1) 내부로 공급되고, 버너(2)에 의해 650℃ 전후의 저온에서 1차 연소가 이루어진다. 이 때, 공기 공급구(3)를 통해 과잉공기가 공급되어 완전연소를 돕도록 되어 있다. 그러나, 본 고안은 반드시 상기한 바와 같이 구성된 화로를 필요로 하지 않으며, 단지 2차 연소기(100)가 가스 배출구(11)에 연통되게 설치되어 있는 것으로 충분하다.

먼저, 착화 챔버(20)가 상기 가스 배출구(11)에 연통되어 설치되어 있다. 또한, 상기 착화 챔버(20)에는 버너(21)가 설치되어 있어, 비닐이나 폐플라스틱 등을 1차 연소한 후의 배출가스가 착화하게 되어 있다.

상기 착화 챔버(20)에는 제1 산소 공급구(22)가 형성되어 있어, 연소작용을 돕도록 하는 것이 좋다. 이 때, 상기 제1 산소 공급구(22)를 유동방향으로 경사지게 형성하면, 가스의 체류시간이 다소 연장된다. 수직선에 대한 상기 경사각은 5°내외가 적당하다.

이어서, 상기 착화 챔버(20)의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 통로(30)를 개재하여, 연소 챔버(40)가 상기 착화 챔버(20)에 후속적으로 연통되어 있다. 이에 따라, 착화 챔버(20)에서 착화된 가스가 본격적으로 연소되는데, 이 때의 연소온도는 대략 1100℃ 정도이다. 상기 연소 챔버(40)는 배출구(41)를 통해 외부와 연결된다.

또한, 상기 연소 챔버(40)에는 증기 공급구(42)가 형성되어 있어, 착화 챔버(20)에서 착화된 가스(예컨대, CO₂)가 수증기(H₂O)와 반응하여 합성가스를 생성하도록 한다. 이 때, 상기 증기 공급구(42)가 유동방향으로 기울어지게 형성되어 있으면, 연소 챔버(40) 내부의 가스 체류시간이 다소 늘어난다. 실험결과, 수직선에 대하여 기울어진 각도는 30°내외가 적당한 것으로 밝혀졌다.

한편, 상기 착화 챔버(20)와 연소 챔버(40) 사이에는 바이패스 통로(50)가 연통되게 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 연소 챔버(40)로부터 배출구(41)를 통과하지 않은 가스가 바이패스 통로(50)를 통해 착화 챔버(20)로 돌아오고, 연소 챔버(40)에서 재연소됨으로써 거의 완전연소에 이르도록 한다. 이 때, 상기 바이패스 통로(50)에는 제2 산소 공급구(51)가 형성되어 있어, 외부로부터 산소가 공급되면 재연소가 보다 용이하게 일어나게 된다. 상기 바이패스 통로(50)는 호형(弧形)으로 형성되는 것이 가장 바람직하나, 형상에 특별한 제한을 두지 않는다. 상기 바이패스 통로(50)가 호형으로 이루어진 경우, 제2 산소 공급구(51)는 상기 바이패스 통로(50)를 따라 착화 챔버(20) 쪽에 형성되면 되고, 수직선에 대하여 60°전후로 기울어지는 것이 좋다.

상기 착화 챔버(20), 통로(30), 연소 챔버(40), 및 바이패스 통로(50)는 파이프로 형성되어도 되며, 도시된 바와 같이, 표면에 홈이 형성된 몰드형 금속 뭉치 2개를 결합하여 형성될 수도 있다.

이하, 본 실시예에 따른 작용을 설명한다.

비닐이나 폐플라스틱과같은 연료는 연료 장입구(14)를 통해 화로(1) 내부로 공급되고, 버너(2)에 의해 650℃ 전후의 저온에서 1차 연소가 이루어진다. 연소된 가스는 가스 배출구(11)를 통해 본 고안에 따른 합성 연소가스 생성기(100)로 들어온다.

합성 연소가스 생성기(100)의 착화 챔버(20)로 유입된 가스는 버너(21)에 의해 착화되어, 연소 챔버(40)에서 1100℃ 정도의 고온에서 연소된다. 이 정도의 고온에서는 보통 다이옥신과 같은 유해물질은 거의 완전히 제거된다. 그러나, 연소과정이 순간적이기 때문에 미처 연소되지 않은 부분도 있게 된다.

이러한 불연소가스는 바이패스 통로(50)를 통해 다시 착화 챔버(20)로 돌아와 재연소가 이루어진다. 이 때, 바이패스 통로(50)에 산소를 공급함으로써 재연소를 돕게 된다.

한편, 상기 착화 챔버(20)와 연소 챔버(40)에는 유동방향으로 기울어진 제1 산소 공급구(22)와 증기 공급구(42)가 각각 형성되어 있어, 가스의 체류시간을 다소 연장시켜서 보다 완벽한 재연소가 이루어질 수 있다.

상기 증기 공급구(42)로부터 공급되는 증기(H₂O)는 배출되는 이산화탄소(CO₂) 등과 결합하여 탄화수소계열의 합성가스(Synthesized Gas)를 생성하고, 이 합성가스를 발전기의 구동연료로서 이용할 수도 있다.

또한, 상기 통로(30)의 단면적이 착화 챔버(20)의 단면적보다 작은 것에 의해서도 체류시간이 연장되는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 1차 연소된 폐 회성분은 화로(1)에 형성된 배출부(10)를 통해 배출된다.

상기한 바와 같은 구성의 본 고안에 따르면, 배출되는 불완전가스를 되돌려서 재연소시킬 수 있고, 배출되는 가스의 체류시간을 연장시켜서 시간을 두고 연소시킬 수 있어, 보다 완전한 연소로 유도할 수 있으므로, 연소가스의 불안전 연소에 의한 환경오염을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 배출가스를 수증기와 반응하도록 하여, 발전기의 구동연료와 같은 다른 용도로도 사용함으로써 폐기물의 에너지화로의 재생도할 수 있다는 이점도 있다.

Claims

건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기에 있어서,

1차 연소된 후의 가스가 배출되는 가스 배출구(11)에 연통되어 있고, 버너(21)가 설치되어 있는 착화 챔버(20)와;

상기 착화 챔버(20)의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 통로(30)를 개재하여, 상기 착화 챔버(20)에 후속적으로 연통되어 있고, 배출구(41)가 형성되어 있는 연소 챔버(40)와;

상기 착화 챔버(20)와 연소 챔버(40)를 연통시키는 바이패스 통로(50)와;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건류 가스화로의 합성 연소가스 생성기.
제1항에 있어서,

상기 착화 챔버(20)에는 제1 산소 공급구(22)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기.
제2항에 있어서,

상기 제1 산소 공급구(22)의 유로는 가스유동방향으로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연소 챔버(40)에는 증기 공급구(42)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기.
제4항에 있어서,

상기 연소 챔버(40)의 유로는 가스유동방향으로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 바이패스 통로(50)에는 제2 산소 공급구(51)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기.
제4항에 있어서,

상기 바이패스 통로(50)에는 제2 산소 공급구(51)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기.
제6항에 있어서,

상기 바이패스 통로(50)는 호형(弧形)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 건류 가스화로에서의 합성 연소가스 생성기 .